WO2018180301A1 - 情報処理装置、情報処理プログラム、情報処理方法 - Google Patents

情報処理装置、情報処理プログラム、情報処理方法 Download PDF

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WO2018180301A1
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information
virtual space
coordinate system
model
information processing
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PCT/JP2018/008722
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English (en)
French (fr)
Inventor
ナット タン ドアン
遵 林
常田　晴弘
慎浩 田中
Original Assignee
日本電産株式会社
日本電産サンキョー株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine

Definitions

  • the present invention relates to an information processing apparatus, an information processing program, and an information processing method.
  • -Robots and workpieces used in factory lines, etc. may be placed in a virtual space to create robot operation programs.
  • the virtual space is expressed based on CAD (Computer Aided Design) data indicating each of a plurality of models provided in the virtual space (see, for example, Patent Document 1).
  • CAD Computer Aided Design
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to flexibly add a model to a virtual space without correcting CAD data.
  • An information processing apparatus that solves the above-described problems includes a first instruction input among a plurality of coordinate systems included in the virtual space in which a first model based on CAD data including position information in the virtual space is arranged.
  • a first selection unit that selects one coordinate system, a first acquisition unit that acquires first information indicating a second model that does not include position information in the virtual space, and the first selection unit.
  • the position of the second model in the virtual space is set to the position.
  • a setting unit a setting unit.
  • a model can be flexibly added to a virtual space without correcting CAD data.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a robot teaching device 10.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of information stored in a storage device 22.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a screen for setting a virtual space 100.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing blocks arranged in a virtual space 100. It is a figure which shows the functional block implement
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the robot teaching apparatus 10.
  • the robot teaching device 10 (information processing device) is a device for teaching an operation to an arm type robot X (not shown) installed in a factory line, and includes a CPU (Central Processing Unit) 20, a memory 21, and a memory.
  • the device 22 includes an input device 23, a display device 24, and a communication device 25.
  • the CPU 20 implements various functions in the robot teaching device 10 by executing programs stored in the memory 21 and the storage device 22.
  • the memory 21 is, for example, a RAM (Random-Access Memory) or the like, and is used as a temporary storage area for programs and data.
  • RAM Random-Access Memory
  • the storage device 22 is a non-volatile storage means area such as a hard disk, and stores a program 600 and various data 700.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating information stored in the storage device 22.
  • the program 600 implements a teaching program 610 (information processing program) for realizing a function for teaching the arm type robot X and a three-dimensional CAD (Computer Aided Design) function.
  • a CAD program 620 is included. Note that the user executes the CAD program 620 to create CAD data of the model.
  • the data 700 includes three-dimensional CAD data Da indicating a three-dimensional model of the arm robot X, three-dimensional CAD data Db indicating a three-dimensional model of a work that is a work target, and three of the shelves on which the work is placed.
  • Three-dimensional CAD data Dc indicating a dimensional model is included.
  • the three-dimensional CAD data Da includes information on the world coordinate system of the virtual space where the model of the arm type robot X is arranged and information on the local coordinate system of the model of the arm type robot X (position information in the virtual space).
  • the three-dimensional CAD data Db and Dc are the same as the three-dimensional CAD data Da. However, in the present embodiment, since a plurality (n) of works are used, the storage device 22 stores three-dimensional CAD data Db1 to three-dimensional CAD data Dbn corresponding to each of the plurality of works.
  • the data 700 also includes an operation program 710 for operating the arm type robot X.
  • the robot teaching apparatus 10 generates the operation program 710 by executing the teaching program 610 using the three-dimensional CAD data.
  • the input device 23 is, for example, a touch panel or a keyboard, and is a device that receives an input of a user operation result.
  • the display device 24 is a display, for example, and is a device that displays various information and processing results.
  • the communication device 25 is a communication means such as a network interface, and transmits and receives data to and from various external devices and the arm type robot X via a network (not shown).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hierarchical screen that a user refers to and edits in order to determine the arrangement of a model of the arm robot X or the like in the virtual space.
  • the screen 30 is a screen showing a world coordinate system and a hierarchical structure (tree structure) of various configurations, and is displayed on the display device 24 when the CPU 20 executes the teaching program 610.
  • “World” indicating the world coordinate system is set in the highest hierarchy.
  • “Robot” indicating a model of the arm type robot X and “shelf” indicating a shelf on which a work is placed are set. For this reason, “Robot” and “shelf” are arranged at positions determined in the world coordinate system in the virtual space.
  • HAND indicating the model of the hand of the arm type robot X is set.
  • OG A1 indicating the music box A1 that is a work is set. Is set. For this reason, “HAND” is arranged at a position defined in the local coordinate system based on “Robot”, and “OG A1” is arranged at a position defined in the local coordinate system based on “HAND”. Is done.
  • “OG B1” to “OG B10” indicating ten music boxes B1 to B10 are set under the “shelf” hierarchy. For this reason, “OG B1” to “OG B10” are arranged at positions determined in the local coordinate system with “shelf” as a reference.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the virtual space 100 reflecting the configuration included in the screen 30.
  • the virtual space 100 is displayed on the display device 24 when the CPU 20 executes the teaching program 610.
  • an arm type robot 40 In the virtual space 100, an arm type robot 40, music boxes A1, B1 to B10, and a shelf 45 are provided.
  • the arm type robot 40 is a model expressed based on “Robot” (three-dimensional CAD data Da), and includes a hand 50 and an arm 51 to which the hand 50 is attached. As described above, the position of the arm 51 in the virtual space 100 is arranged at a position determined in the world coordinate system, and the position of the hand 50 is set at a position determined in the local coordinate system with the arm 51 as a reference. Be placed.
  • the music box A1 is a model representing a work expressed based on “OG A1” (three-dimensional CAD data Db1).
  • the position of the music box A1 in the virtual space 100 is arranged at a position determined by a local coordinate system with the hand 50 as a reference, here, a position held by the hand 50.
  • Music boxes B1 to B10 are models expressed based on “OG B1” to “OG B10” (three-dimensional CAD data Db2 to Db11).
  • the positions of the music boxes B1 to B10 in the virtual space 100 are arranged at positions determined by a local coordinate system with the shelf 45 as a reference. For example, here, the music boxes B1 to B10 are arranged in two rows on the shelf 45.
  • the shelf 45 is a model expressed based on “shelf” (three-dimensional CAD data Dc), and is arranged at a position determined in the world coordinate system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating functional blocks implemented in the CPU 20 when the CPU 20 executes a predetermined program.
  • the CPU 20 includes a display control unit 60, a first selection unit 61, a second selection unit 62, a first acquisition unit 63, a second acquisition unit 64, a third acquisition unit 65, a setting unit 66, and an operation.
  • generation part 67 and the transmission part 68 is provided.
  • the display control unit 60 displays various information on the display device 24 based on an instruction from the input device 23, a processing result of a program executed by the CPU 20, and the like.
  • the first selection unit 61 selects a coordinate system in which the block to be added is arranged. Specifically, based on a user instruction IN1 (first instruction input) when adding a block, the first selection unit 61 selects a coordinate system serving as a reference for the position of the block from a plurality of coordinate systems. select. For example, when the user adds a block on the shelf 45, the first selection unit 61 selects the local coordinate system of the shelf 45 based on the instruction IN1. As a result, the display control unit 60 displays the coordinate input area 70 and the model input area 71 on the screen 31 in the layer below the layer of the shelf 45 as shown in FIG.
  • the instruction IN1 is a drawing generated by the user based on the operation result of the input device 23, and the areas described above are added to the screen 31 and the screen 30.
  • coordinates in the coordinate system selected by the first selection unit 61 are input.
  • the coordinates of the local coordinate system of the shelf 45 are input.
  • model input area 71 information indicating the model of the block to be added (for example, the name of the part to be added) is input.
  • the second selection unit 62 selects the coordinate system in which the block is arranged. Specifically, based on the user instruction IN2 (second instruction input) when changing the position of the block, the second selection unit 62 selects the coordinate system in which the block is arranged. For example, when the user changes the position of the shelf 45, the second selection unit 62 selects the world coordinate system of the upper hierarchy of the shelf 45 based on the instruction IN2. As a result, the display control unit 60 displays the coordinate input area 72 on the screen 32 as shown in FIG.
  • coordinates in the coordinate system selected by the second selection unit 62 are input.
  • the coordinates of the world coordinate system which is the coordinate system of the upper hierarchy of the shelf hierarchy, are input.
  • the first acquisition unit 63 acquires information I1 (first information) that is input to the model input area 71 and indicates the model of the block to be added.
  • the second acquisition unit 64 acquires information I2 (second information) indicating the position input in the coordinate input area 70.
  • the information I2 indicating the position is, for example, a position specified on the shelf 45 by the input device.
  • the information I2 may be information indicating coordinates by inputting a numerical value into the coordinate input area 70.
  • the third acquisition unit 65 acquires information I3 (third information) indicating the position input in the coordinate input area 72.
  • the information I3 indicating the position is, for example, a position specified on the shelf 45 by the input device. Note that the information I3 may be information indicating coordinates when a numerical value is input to the coordinate input area 72.
  • the setting unit 66 sets the position of the block added based on the information I1 to the position indicated by the information I2.
  • the setting unit 66 sets the position of the designated block to the position indicated by the information I3.
  • the operation program generation unit 67 generates an operation program 710 for operating each joint of the arm type robot X along the trajectory set by the user in the virtual space 100. In addition, the operation program generation unit 67 stores the generated operation program 710 in the storage device 22.
  • the transmission unit 68 transmits the operation program 710 to the arm type robot X based on an instruction from the user.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of processing when a new model (for example, a virtual coordinate system 80) is arranged in the virtual space 100.
  • a new model for example, a virtual coordinate system 80
  • the three-dimensional CAD data Dt of the virtual coordinate system 80 is data that does not include position information in the virtual space 100, unlike the three-dimensional CAD data Da and the like.
  • the user performs a predetermined operation on the input device 23 so that the virtual coordinate system 80 (second model) is arranged at a predetermined position on the shelf 45 of the virtual space 100. To do.
  • the first selection unit 61 selects a local coordinate system of the shelf 45 from a plurality of coordinate systems (world coordinate system, workpiece or shelf local coordinate system) based on a user instruction IN1 (S100). Then, as shown in FIG. 6, the display control unit 60 displays a coordinate input area 70 and a model input area 71 in a layer below the layer of the shelf 45 (a layer in the local coordinate system with the shelf 45 as a reference). (S101). When the user inputs the three-dimensional CAD data Dt of the virtual coordinate system 80 to the model input area 71, the first acquisition unit 63 acquires the input three-dimensional CAD data Dt as information I1 (S102).
  • the second acquisition unit 64 acquires information indicating the input predetermined coordinates as information I2 (S103). . Further, the setting unit 66 sets the position of the virtual coordinate system 80 added based on the information I1 to the temporary initial position P of the virtual space 100 (S104).
  • the initial position P is, for example, predetermined coordinates A (xx, yy, zz) in the world coordinate system determined by the user, and is stored as information in the storage device 22. At this time, the setting unit 66 sets the position of the virtual coordinate system 80 so that the origin of the local coordinate system of the virtual coordinate system 80 becomes the predetermined coordinate A, for example.
  • the setting unit 66 sets the position of the virtual coordinate system 80 from the initial position P to the position indicated by the information I2 (S105).
  • the setting unit 66 multiplies the position of the virtual coordinate system 80 (coordinates A (xx, yy, zz)) by the homogeneous transformation matrix X1, thereby obtaining a virtual coordinate system.
  • the position 80 is the position indicated by the information I2.
  • the setting unit 66 sets the coordinate A (xx, yy, zz) and the coordinate B (1, 1). , 1), the homogeneous transformation matrix X1 is calculated.
  • the origin of the local coordinate system of the virtual coordinate system 80 is the coordinate B (1, 1, 1).
  • the display control unit 60 displays the added virtual coordinate system 80 at the set position (for example, coordinate B) in the virtual space 100 (S106).
  • the virtual coordinate system 80 was added here, for example, a model of a part such as a camera may be used.
  • the camera 81 is provided at a predetermined position on the shelf 45 as shown in FIG. In FIG. 9, only a part of the blocks included in the virtual space 100 is illustrated for convenience.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of processing for changing the position of a model installed in the virtual space 100.
  • a process of changing the position of the shelf 45 on the screen 32 when the position of the shelf 45 (first model) in the virtual space 100 is shifted from the actual position will be described. It is assumed that the user is performing a predetermined operation on the input device 23 so that the user can install it at the position of the shelf 45 in the virtual space 100.
  • the second selection unit 62 selects a world coordinate system that determines the position of the shelf 45 from a plurality of coordinate systems (a world coordinate system, a local coordinate system of a work or a shelf) based on a user instruction IN2 ( S200). Then, based on the selection result, the display control unit 60 displays a coordinate input area 72 next to the title “shelf” on the screen 32 as shown in FIG. 7 (S201).
  • the third acquisition unit 65 acquires information indicating the input predetermined coordinates as information I3 (S202). .
  • the setting unit 66 sets the position of the shelf 45 to the position indicated by the information I3 (S203).
  • the display control unit 60 displays the shelf 45 in the virtual space 100 at the position set in the process S203 (S204).
  • the position of the shelf 45 in the virtual space 100 can be changed without changing the three-dimensional CAD data Dc of the shelf 45.
  • the setting unit 66 changes the position of the shelf 45 by multiplying the information (coordinate vector) of the position of the shelf 45 included in the three-dimensional CAD data Dc by the homogeneous transformation matrix X2. .
  • the setting unit 66 calculates the homogeneous transformation matrix X2 based on the position information (coordinate vector) of the shelf 45 and the position information (coordinate vector) based on the information I3.
  • the robot teaching apparatus 10 has been described above.
  • the setting unit 66 can set a virtual coordinate system 80 that does not include the position information of the virtual space 100 to a specified position in the virtual space 100 (for example, processing S105). Therefore, the robot teaching apparatus 10 can add a new model to the virtual space 100 without changing the data (three-dimensional CAD data Da to Dc) that is the basis of the virtual space 100.
  • the virtual space 100 after the model installation process of FIG. 8 or the model position change process of FIG. 10 is performed reflects the actual environment of the factory line more accurately. For this reason, the user can teach the operation to the arm type robot X with high accuracy by using such a virtual space 100.
  • the position of the virtual coordinate system 80 can be designated by the coordinates of the world coordinate system.
  • the position of the virtual coordinate system 80 should be set using the coordinates of the local coordinate system of the shelf 45.
  • the virtual coordinate system 80 can be easily provided at a desired position.
  • the setting unit 66 can set the position of the shelf 45 in the virtual space 100 to a desired position (for example, process S204). For this reason, the robot teaching apparatus 10 can change the position of the model flexibly without changing the model data provided in the virtual space 100.
  • the position of the shelf 45 is changed by coordinates in the coordinate system (world coordinate system) where the shelf 45 is arranged. For this reason, the user can easily change the position of the model.
  • Example 2 is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention.
  • the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
  • the virtual coordinate system 80 is added to the virtual space 100, but the added model is not limited to such an abstract part of the robot.
  • a mark reference mark or fiducial mark
  • the shape of a convex portion or a concave portion may be added to the virtual space as a model.
  • the process S103 is executed after the process S102, but the present invention is not limited to this.
  • the processes S102 and 103 may be executed simultaneously, and the process S102 may be executed after the process S103.

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Abstract

【課題】ＣＡＤデータを修正することなく、仮想空間にモデルを柔軟に追加する。 【解決手段】情報処理装置は、仮想空間における位置情報を含むＣＡＤデータに基づく第１のモデルが配置された前記仮想空間に含まれる複数の座標系のうち、第１の指示入力に基づいて、一の座標系を選択する第１選択部と、前記仮想空間における位置情報を含まない第２のモデルを示す第１情報を取得する第１取得部と、前記第１選択部により選択される座標系における位置を示す第２情報を取得する第２取得部と、前記第１及び第２情報に基づいて、前記仮想空間における前記第２のモデルの位置を、前記位置に設定する設定部と、を備える。

Description

情報処理装置、情報処理プログラム、情報処理方法
　本発明は、情報処理装置、情報処理プログラム、情報処理方法に関する。
　工場のライン等で用いられるロボットやワークを仮想空間上に配置し、ロボットの動作プログラムが作成されることがある。一般に、仮想空間は、仮想空間に設けられる複数のモデルのそれぞれを示すＣＡＤ（Computer Aided Design）データに基づいて表現される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２－６６９６７号公報
　ＣＡＤデータを用いてロボットの動作プログラムを生成する際、ＣＡＤデータに微小な修正が必要となる場合、または、一時的にロボット動作を確認する必要が生じる場合がある。従来はＣＡＤデータそのものを修正し、修正されたＣＡＤデータから再度ロボットの動作プログラムを生成しており、多くの工数を要していた。
　本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ＣＡＤデータを修正することなく、仮想空間にモデルを柔軟に追加することを目的とする。
　上記課題を解決する本発明の情報処理装置は、仮想空間における位置情報を含むＣＡＤデータに基づく第１のモデルが配置された前記仮想空間に含まれる複数の座標系のうち、第１の指示入力に基づいて、一の座標系を選択する第１選択部と、前記仮想空間における位置情報を含まない第２のモデルを示す第１情報を取得する第１取得部と、前記第１選択部により選択される座標系における位置を示す第２情報を取得する第２取得部と、前記第１及び第２情報に基づいて、前記仮想空間における前記第２のモデルの位置を、前記位置に設定する設定部と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、ＣＡＤデータを修正することなく、仮想空間にモデルを柔軟に追加することが可能となる。
ロボット教示装置１０の構成を示す図である。 記憶装置２２に格納される情報の一例を示す図である。 仮想空間１００を設定する画面の一例を示す図である。 仮想空間１００に配置されたブロックを示す図である。 ＣＰＵ２０に実現される機能ブロックを示す図である。 仮想的な座標系を追加する際の画面の一例を示す図である。 棚を移動する際の画面の一例を示す図である。 ＣＰＵ２０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 仮想的な座標系が追加された際の仮想空間の一例を示す図である。 ＣＰＵ２０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
－－－ロボット教示装置１０の構成－－－
　以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、ロボット教示装置１０の構成を示す図である。
　ロボット教示装置１０（情報処理装置）は、工場のラインに設置されたアーム型ロボットＸ（不図示）に対し動作を教示するための装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０、メモリ２１、記憶装置２２、入力装置２３、表示装置２４、及び通信装置２５を含んで構成される。
　ＣＰＵ２０は、メモリ２１や記憶装置２２に格納されたプログラムを実行することにより、ロボット教示装置１０における様々機能を実現する。
　メモリ２１は、例えばＲＡＭ（Random-Access Memory）等であり、プログラムやデータ等の一時的な記憶領域として用いられる。
　記憶装置２２は、例えばハードディスク等の不揮発性の記憶手段領域であり、プログラム６００や様々なデータ７００が格納される。図２は、記憶装置２２に格納される情報を示す図である。同図に示すように、プログラム６００の中には、アーム型ロボットＸに対する教示を行う機能を実現するための教示プログラム６１０（情報処理プログラム）や、３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）機能を実現するためのＣＡＤプログラム６２０が含まれる。なお、利用者は、ＣＡＤプログラム６２０を実行し、モデルのＣＡＤデータを作成する。
　また、データ７００には、アーム型ロボットＸの３次元モデルを示す３次元ＣＡＤデータＤａ、作業対象物であるワークの３次元モデルを示す３次元ＣＡＤデータＤｂ、ワークが載置される棚の３次元モデルを示す３次元ＣＡＤデータＤｃが含まれる。３次元ＣＡＤデータＤａは、アーム型ロボットＸのモデルが配置される仮想空間のワールド座標系、およびアーム型ロボットＸのモデルのローカル座標系の情報（仮想空間での位置情報）を含む。また、３次元ＣＡＤデータＤｂ，Ｄｃに関しても、３次元ＣＡＤデータＤａと同様である。ただし、本実施形態では、複数（ｎ個）のワークが用いられるため、記憶装置２２には、複数のワークのそれぞれに対応する３次元ＣＡＤデータＤｂ１～３次元ＣＡＤデータＤｂｎが格納されている。
　また、データ７００には、アーム型ロボットＸを動作させる動作プログラム７１０も含まれる。なお、ロボット教示装置１０は、３次元ＣＡＤデータを用いながら教示プログラム６１０を実行することにより、動作プログラム７１０を生成する。
　入力装置２３は、例えばタッチパネルやキーボードであり、利用者の操作結果が入力を受け付ける装置である。
　表示装置２４は、例えばディスプレイであり、各種情報や処理結果を表示する装置である。
　通信装置２５は、ネットワークインターフェイスなどの通信手段であって、ネットワーク（不図示）を介して外部の各種装置やアーム型ロボットＸとの間でデータの送受信を行う。
－－－階層構造画面－－－
　図３は、仮想空間においてアーム型ロボットＸ等のモデルの配置を定めるために、利用者が参照・編集する階層構造の画面の一例を示す図である。
　画面３０は、ワールド座標系や各種構成の階層構造（ツリー構造）を示す画面であり、ＣＰＵ２０が、教示プログラム６１０を実行することにより表示装置２４に表示される。
　画面３０では、最上位の階層に、ワールド座標系を示す「Ｗｏｒｌｄ」が設定されている。そして、ワールド座標系の下の階層には、アーム型ロボットＸのモデルを示す「Ｒｏｂｏｔ」と、ワークが載置される棚を示す「棚」が設定されている。このため、「Ｒｏｂｏｔ」および「棚」は、仮想空間において、ワールド座標系で定められた位置に配置される。
　また、「Ｒｏｂｏｔ」の階層の下には、アーム型ロボットＸのハンドのモデルを示す「ＨＡＮＤ」が設定され、「ＨＡＮＤ」の階層の下には、ワークであるオルゴールＡ１を示す「ＯＧ　Ａ１」が設定されている。このため、「ＨＡＮＤ」は、「Ｒｏｂｏｔ」を基準とするローカル座標系で定められた位置に配置され、「ＯＧ　Ａ１」は、「ＨＡＮＤ」を基準とするローカル座標系で定められた位置に配置される。
　また、「棚」の階層の下には、１０個のオルゴールＢ１～Ｂ１０を示す「ＯＧ　Ｂ１」～「ＯＧ　Ｂ１０」が設定されている。このため、「ＯＧ　Ｂ１」～「ＯＧ　Ｂ１０」は、「棚」を基準とするローカル座標系で定められた位置に配置される。
　なお、画面３０で示された階層構造では、ある階層の構成の位置が変更されると、その階層の下に配置された構成の位置も同様に変更される。例えば、３次元ＣＡＤデータＤｃの値が変更され、「棚」のワールド座標系における位置が変更されると、「棚」の下の階層に設けられた「ＯＧ　Ｂ１」～「ＯＧ　Ｂ１０」のワールド座標系における位置も「棚」に伴って移動する。ただし、「ＯＧ　Ｂ１」～「ＯＧ　Ｂ１０」のそれぞれの「棚」に対する位置は、「棚」を基準とするローカル座標系で定められている。したがって、「棚」のワールド座標系に対する位置が変更された場合であっても、「ＯＧ　Ｂ１」～「ＯＧ　Ｂ１０」のそれぞれの「棚」に対する位置は変化しない。
－－－仮想空間－－－
　図４は、画面３０に含まれる構成を反映した仮想空間１００を示す図である。仮想空間１００は、ＣＰＵ２０が、教示プログラム６１０を実行することにより表示装置２４に表示される。
　仮想空間１００には、アーム型ロボット４０、オルゴールＡ１，Ｂ１～Ｂ１０、棚４５が設けられている。
　アーム型ロボット４０は、「Ｒｏｂｏｔ」（３次元ＣＡＤデータＤａ）に基づいて、表現されたモデルであり、ハンド５０と、ハンド５０が取り付けられるアーム５１とを含む。なお、上述したように、仮想空間１００におけるアーム５１の位置は、ワールド座標系で定められた位置に配置され、ハンド５０の位置は、アーム５１を基準とするローカル座標系で定められた位置に配置される。
　オルゴールＡ１は、「ＯＧ　Ａ１」（３次元ＣＡＤデータＤｂ１）に基づいて表現された、ワークを示すモデルである。仮想空間１００におけるオルゴールＡ１の位置は、ハンド５０を基準とするローカル座標系で定められた位置、ここでは、ハンド５０で把持される位置に配置される。
　オルゴールＢ１～Ｂ１０は、「ＯＧ　Ｂ１」～「ＯＧ　Ｂ１０」（３次元ＣＡＤデータＤｂ２～Ｄｂ１１）に基づいて表現されたモデルである。仮想空間１００におけるオルゴールＢ１～Ｂ１０の位置は、棚４５を基準とするローカル座標系で定められた位置に配置されている。例えば、ここでは、オルゴールＢ１～Ｂ１０は、棚４５の上に２列で配置される。
　棚４５は、「棚」（３次元ＣＡＤデータＤｃ）に基づいて表現されたモデルであり、ワールド座標系で定められた位置に配置される。
－－－ＣＰＵ２０に実現される機能ブロック－－－
　図５は、ＣＰＵ２０が所定のプログラムを実行することによりＣＰＵ２０に実現される機能ブロックを示す図である。同図に示すように、ＣＰＵ２０は、表示制御部６０、第１選択部６１、第２選択部６２、第１取得部６３、第２取得部６４、第３取得部６５、設定部６６、動作プログラム生成部６７、及び送信部６８の機能ブロックを備える。
　表示制御部６０は、入力装置２３からの指示やＣＰＵ２０で実行されるプログラムの処理結果等に基づいて、表示装置２４に各種情報を表示する。
　第１選択部６１は、利用者が仮想空間１００に設けられていないブロックを追加する際に、追加するブロックを配置する座標系を選択する。具体的には、ブロックを追加する際の利用者の指示ＩＮ１（第１の指示入力）に基づいて、第１選択部６１は、複数の座標系から、ブロックの位置の基準となる座標系を選択する。例えば、利用者が、棚４５の上にブロックを追加する場合、第１選択部６１は、指示ＩＮ１に基づいて棚４５のローカル座標系を選択する。この結果、表示制御部６０は、図６に示すように、棚４５の階層の下の階層に、座標入力エリア７０、モデル入力エリア７１を画面３１に表示する。なお、指示ＩＮ１は、利用者が、入力装置２３の操作結果に基づいて発生し、画面３１、画面３０に上述したエリアが追加された図面である。
　座標入力エリア７０には、第１選択部６１で選択された座標系における座標が入力される。ここでは、棚４５のローカル座標系の座標が入力されることになる。
　モデル入力エリア７１には、追加されるブロックのモデルを示す情報（例えば、追加する部品の名前）が入力される。
　第２選択部６２は、利用者が仮想空間１００に設けられたブロックの位置を変更する際に、ブロックが配置された座標系を選択する。具体的には、ブロックの位置を変更する際の利用者の指示ＩＮ２（第２の指示入力）に基づいて、第２選択部６２は、ブロックの配置された座標系を選択する。例えば、利用者が、棚４５の位置を変更する場合、第２選択部６２は、指示ＩＮ２に基づいて棚４５の上位の階層のワールド座標系を選択する。この結果、表示制御部６０は、図７に示すように、座標入力エリア７２を画面３２に表示する。
　座標入力エリア７２には、第２選択部６２で選択された座標系における座標が入力される。ここでは、棚の階層の上位の階層の座標系であるワールド座標系の座標が入力される。
　第１取得部６３は、モデル入力エリア７１に入力された、追加されるブロックのモデルを示す情報Ｉ１（第１情報）を取得する。
　第２取得部６４は、座標入力エリア７０に入力された位置を示す情報Ｉ２（第２情報）を取得する。位置を示す情報Ｉ２とは、例えば、入力装置により棚４５の指定された位置である。なお、情報Ｉ２は、座標入力エリア７０に数値を入力されて、座標を示す情報であってもよい。
　第３取得部６５は、座標入力エリア７２に入力された位置を示す情報Ｉ３（第３情報）を取得する。位置を示す情報Ｉ３とは、例えば、入力装置により棚４５の指定された位置である。なお、情報Ｉ３は、座標入力エリア７２に数値を入力されて、座標を示す情報であってもよい。
　設定部６６は、情報Ｉ１に基づいて追加されたブロックの位置を、情報Ｉ２で示された位置に設定する。また、設定部６６は、指定されたブロックの位置を、情報Ｉ３で示された位置に設定する。
　動作プログラム生成部６７は、仮想空間１００において、利用者が設定する軌道に沿って、アーム型ロボットＸの各関節を動作させる動作プログラム７１０を生成する。また、動作プログラム生成部６７は、生成した動作プログラム７１０を記憶装置２２に格納する。
　送信部６８は、利用者からの指示に基づいて、動作プログラム７１０を、アーム型ロボットＸに送信する。
－－－モデル設置処理－－－
　図８は、仮想空間１００に新なモデル（例えば、仮想的な座標系８０）を配置する際の処理の一例を示すフローチャートである。なお、仮想的な座標系８０の３次元ＣＡＤデータＤｔは、３次元ＣＡＤデータＤａ等とは異なり、仮想空間１００における位置情報を含まないデータである。また、利用者は、仮想的な座標系８０（第２のモデル）を、仮想空間１００の棚４５の上の所定の位置に配置するよう、入力装置２３に所定の操作を行っていることとする。
　まず、第１選択部６１は、利用者の指示ＩＮ１に基づいて、複数の座標系（ワールド座標系、ワークや棚のローカル座標系）から、棚４５のローカル座標系を選択する（Ｓ１００）。そして、表示制御部６０は、図６に示すように、棚４５の階層の下の階層（棚４５を基準とするローカル座標系の階層）に、座標入力エリア７０、モデル入力エリア７１を表示する（Ｓ１０１）。利用者が、モデル入力エリア７１に仮想的な座標系８０の３次元ＣＡＤデータＤｔを入力すると、第１取得部６３は、入力された３次元ＣＡＤデータＤｔを情報Ｉ１として取得する（Ｓ１０２）。また、利用者が、座標入力エリア７０に棚４５のローカル座標系の所定の座標を入力すると、第２取得部６４は、入力された所定の座標を示す情報を情報Ｉ２として取得する（Ｓ１０３）。また、設定部６６は、情報Ｉ１に基づいて追加された仮想的な座標系８０の位置を、仮想空間１００の仮の初期位置Ｐに設定する（Ｓ１０４）。なお、初期位置Ｐは、例えば、利用者が定めたワールド座標系の所定の座標Ａ（ｘｘ，ｙｙ，ｚｚ）であり、記憶装置２２に情報として格納されている。なお、この際、設定部６６は、例えば、仮想的な座標系８０のローカル座標系の原点が、所定の座標Ａとなるように仮想的な座標系８０の位置を設定する。そして、設定部６６は、仮想的な座標系８０の位置を、初期位置Ｐから、情報Ｉ２で示された位置に設定する（Ｓ１０５）。ここで、設定部６６は、処理Ｓ１０５において、仮想的な座標系８０の位置（座標Ａ（ｘｘ，ｙｙ，ｚｚ））に対し、同次変換行列Ｘ１を乗算することにより、仮想的な座標系８０の位置を、情報Ｉ２で示された位置とする。なお、例えば、情報Ｉ２の位置が、棚のローカル座標系の座標Ｂ（１，１，１）である場合、設定部６６は、座標Ａ（ｘｘ，ｙｙ，ｚｚ）および座標Ｂ（１，１，１）に基づいて、同次変換行列Ｘ１を計算する。この結果、仮想的な座標系８０のローカル座標系の原点が、座標Ｂ（１，１，１）となる。そして、表示制御部６０は、仮想空間１００において、追加された仮想的な座標系８０を、設定された位置（例えば、座標Ｂ）に表示する（Ｓ１０６）。
　なお、ここでは、仮想的な座標系８０を追加したが、例えば、カメラ等の部品のモデルであっても良い。この場合、所定の座標が指定されると、図９に示すように、カメラ８１が棚４５の上の所定の位置に設けられることになる。なお、図９では、便宜上、仮想空間１００に含まれるブロックのうち、一部のみを記載している。
－－－モデル位置変更処理－－－
　図１０は、仮想空間１００に設置されたモデルの位置を変更する際の処理の一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、仮想空間１００での棚４５（第１のモデル）の位置が、実際の位置からずれている場合、画面３２において、棚４５の位置を変更する処理を説明する。なお、仮想空間１００の棚４５の位置に設置できるよう、利用者は、入力装置２３に所定の操作を行っていることとする。
　まず、第２選択部６２は、利用者の指示ＩＮ２に基づいて、複数の座標系（ワールド座標系、ワークや棚のローカル座標系）から、棚４５の位置を定めるワールド座標系を選択する（Ｓ２００）。そして、表示制御部６０は、選択結果に基づいて、図７に示すように、画面３２の「棚」の標記の横に座標入力エリア７２を表示する（Ｓ２０１）。そして、利用者が、座標入力エリア７２に棚４５のワールド座標系の所定の座標を入力すると、第３取得部６５は、入力された所定の座標を示す情報を情報Ｉ３として取得する（Ｓ２０２）。また、設定部６６は、棚４５の位置を、情報Ｉ３で示された位置に設定する（Ｓ２０３）。表示制御部６０は、仮想空間１００において、棚４５を、処理Ｓ２０３において設定された位置に表示する（Ｓ２０４）。この結果、仮想空間１００において、棚４５の３次元ＣＡＤデータＤｃを変更することなく、棚４５の仮想空間１００での位置を変更できる。なお、設定部６６は、処理Ｓ２０３において、３次元ＣＡＤデータＤｃに含まれる棚４５の位置の情報（座標ベクトル）に対し、同次変換行列Ｘ２を乗算することにより、棚４５の位置を変更する。ここで、同次変換行列Ｘ２は、棚４５の位置の情報（座標ベクトル）と、情報Ｉ３に基づく位置の情報（座標ベクトル）とに基づいて、例えば、設定部６６が計算する。
－－－まとめ－－－
　以上、本実施形態のロボット教示装置１０について説明した。設定部６６は、仮想空間１００の位置情報を含まない仮想的な座標系８０を、仮想空間１００の指定された位置に設定できる（例えば、処理Ｓ１０５）。このため、ロボット教示装置１０は、仮想空間１００の基となるデータ（３次元ＣＡＤデータＤａ～Ｄｃ）を変更することなく、仮想空間１００に新なモデルを追加することができる。なお、図８のモデル設置処理や図１０のモデル位置変更処理が実施された後の仮想空間１００は、工場のラインの実際の環境をより正確に反映していることになる。このため、利用者は、このような仮想空間１００を用いることにより、精度良くアーム型ロボットＸに動作を教示することができる。
　また、仮想的な座標系８０を仮想空間１００に設定する場合、仮想的な座標系８０の位置を、ワールド座標系の座標で指定することもできる。しかしながら、本実施形態のように、仮想的な座標系８０を棚４５の上に設ける場合には、棚４５のローカル座標系の座標を用いて仮想的な座標系８０の位置を設定した方が、容易に所望の位置に仮想的な座標系８０を設けることができる。
　また、設定部６６は、仮想空間１００の棚４５の位置を、所望の位置に設定できる（例えば、処理Ｓ２０４）。このため、ロボット教示装置１０は、仮想空間１００に設けられたモデルのデータを変更することなく、柔軟にモデルの位置を変更することができる。
　また、棚４５の位置は、棚４５が配置された座標系（ワールド座標系）での座標で変更される。このため、利用者は、容易にモデルの位置を変更できる。
　なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
　本実施形態では、仮想空間１００に仮想的な座標系８０を追加することとしたが、追加されるモデルはこのようなロボットの抽象的な部品に限られない。例えば、キャリブレーション等の際に用いられるマーク（基準マークやフィデューシャルマーク）や、凸部若しくは凹部の形状がモデルとして、仮想空間に追加されても良い。
　また、本実施形態では、処理Ｓ１０２の後に処理Ｓ１０３が実行されているが、これに限られない。例えば、処理Ｓ１０２，１０３が同時に実行されても良く、処理Ｓ１０３の後に処理Ｓ１０２が実行されても良い。
１０…ロボット教示装置、２０…ＣＰＵ、２１…メモリ、２２…記憶装置、２３…入力装置、２４…表示装置、２５…通信装置、３０～３２…画面、４０…アーム型ロボット、４５…棚、５０…ハンド、５１…アーム、６０…表示制御部、６１…第１選択部、６２…第２選択部、６３…第１取得部、６４…第２取得部、６５…第３取得部、６６…設定部、６７…動作プログラム生成部、６８…送信部、７０，７２…座標入力エリア、７１…モデル入力エリア、８０…仮想的な座標系、８１…カメラ、１００…仮想空間、６００…プログラム、６１０…教示プログラム、６２０…ＣＡＤプログラム、７００…データ、７１０…動作プログラム

Claims (6)

  1. 　仮想空間における位置情報を含むＣＡＤデータに基づく第１のモデルが配置された前記仮想空間に含まれる複数の座標系のうち、第１の指示入力に基づいて、一の座標系を選択する第１選択部と、
    　前記仮想空間における位置情報を含まない第２のモデルを示す第１情報を取得する第１取得部と、
    　前記第１選択部により選択される座標系における位置を示す第２情報を取得する第２取得部と、
    　前記第１及び第２情報に基づいて、前記仮想空間における前記第２のモデルの位置を、前記位置に設定する設定部と、
    を備えることを特徴とする情報処理装置。
  2. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記第２取得部は、
    　前記第１選択部により選択される座標系における座標を、前記第２情報として取得すること、
    　を特徴とする情報処理装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の情報処理装置であって、
    　前記複数の座標系のうち、第２の指示入力に基づいて、前記第１のモデルが配置された座標系を選択する第２選択部と、
    　前記第２選択部により選択される座標系における位置を示す第３情報を取得する第３取得部と、
    　を更に備え、
    　前記設定部は、
    　前記第３情報に基づいて、前記仮想空間における前記第１のモデルの位置を、前記第３情報に対応する位置に設定すること、
    　を特徴とする情報処理装置。
  4. 　請求項１～請求項３の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
    　前記第３取得部は、
    　前記第２選択部により選択される座標系における座標を、前記第３情報として取得すること、
    　を特徴とする情報処理装置。
  5. 　コンピュータに、
    　仮想空間における位置情報を含むＣＡＤデータに基づく第１のモデルが配置された前記仮想空間に含まれる複数の座標系のうち、第１の指示入力に基づいて、一の座標系を選択する機能と、
    　前記仮想空間における位置情報を含まない第２のモデルを示す第１情報を取得する機能と、
    　前記第１選択部により選択される座標系における位置を示す第２情報を取得する機能と、
    　前記第１及び第２情報に基づいて、前記仮想空間における前記第２のモデルの位置を、前記位置に設定する機能と、
    　を実現させる情報処理プログラム。
  6. 　仮想空間における位置情報を含むＣＡＤデータに基づく第１のモデルが配置された前記仮想空間に含まれる複数の座標系のうち、第１の指示入力に基づいて、一の座標系を選択し、
    　前記仮想空間における位置情報を含まない第２のモデルを示す第１情報を取得し、
    　前記第１選択部により選択される座標系における位置を示す第２情報を取得し、
    　前記第１及び第２情報に基づいて、前記仮想空間における前記第２のモデルの位置を、前記位置に設定する、
    　ことを特徴とする情報処理方法。
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